车辆悬架装置

文档序号:545605 发布日期:2021-06-04 浏览:21次 >En<

阅读说明:本技术 车辆悬架装置 (Vehicle suspension device ) 是由 张大元 于 2020-04-30 设计创作,主要内容包括:一种车辆悬架装置,包括:车轮主体,其上安装有车轮与轮胎单元;转向驱动单元,其被配置成传递驱动力以使车轮主体在车身的横向方向上旋转,使得车轮与轮胎单元和车轮主体一起旋转;以及车轮移动单元,布置在车身上以在前后方向上可移动,被配置成使得其位置在上下方向上改变,并连接至车轮主体以支撑车轮主体,使得车轮主体的位置响应于车轮移动单元在前后方向上的移动以及在上下方向上的位置的改变而改变。(A vehicle suspension apparatus comprising: a wheel main body on which a wheel and tire unit is mounted; a steering drive unit configured to transmit a driving force to rotate the wheel main body in a lateral direction of the vehicle body such that the wheel rotates together with the tire unit and the wheel main body; and a wheel moving unit disposed on the vehicle body to be movable in the front-rear direction, configured such that a position thereof changes in the up-down direction, and connected to the wheel main body to support the wheel main body such that the position of the wheel main body changes in response to the movement of the wheel moving unit in the front-rear direction and the change in the position in the up-down direction.)

车辆悬架装置

技术领域

本发明总体上涉及一种车辆悬架装置。

背景技术

近来,已经进行了各种悬架的开发,以提高车辆的驾驶舒适性并减少车内噪音。

悬架是车辆的主要组件之一,用于将车辆轴连接至框架或底盘并吸收驾驶期间从道路传递来的振动或震动,从而提高了车辆的驾驶舒适性和稳定性。悬架可包括多个组件,例如下臂、上臂、转向节、阶梯连杆、弹簧、减震器和球形接头。

这种悬架具有由弹簧、减震器等组成的支撑结构,以适当的方式机械地协调车身和车轮之间的相对运动。另外,悬架允许轮胎可靠地与路面接触,使得在车辆的高速驾驶期间车身更靠近道路。

近来,已经开发了未来派的车辆,使得减轻车辆的重量并且可彼此独立地控制各个车轮。在这种未来派车辆中,就重量、制造成本等而言,使用常规悬架可能是低效的。另外,可能难以彼此独立地控制车轮。因此,需要开发适合于已经小型化的未来派车辆的悬架。

前述内容仅旨在帮助理解本发明的背景,并不旨在表示本发明落入本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此,已经考虑到现有技术中出现的问题而做出了本发明。本发明的实施方式提供了一种车辆悬架装置,其具有如下结构:通过该结构,各个车轮与轮胎单元可彼此独立地被驱动,并且各个车轮与轮胎单元的位置可被单独地改变,从而可控制车辆处于各种位置,并且可改善车辆的驾驶性能。

本发明总体上涉及一种车辆悬架装置。

具体实施方式

涉及一种用于通过改变车轮与轮胎单元的位置来向车辆提供各种位置的车辆悬架装置。

为了实现上述目的,根据本发明的一个实施方式,提供了一种车辆悬架装置,该车辆悬架装置包括:车轮主体,其上安装有车轮与轮胎单元;转向驱动单元,传递驱动力以使车轮主体沿车身的横向方向旋转,使得车轮与轮胎单元和车轮主体一起旋转;以及车轮移动单元,布置在车身上以在前后方向上可移动、被配置为使得其位置在上下方向上改变,并连接至车轮主体以支撑车轮主体,使得车轮主体的位置响应于车轮移动单元在前后方向上的移动以及在上下方向上的位置的改变而改变。

车轮主体可包括:壳体,其上布置有转向驱动单元和车轮移动单元;以及车轮底座,可旋转地布置在壳体上,车轮与轮胎单元的轮胎轮安装在车轮底座上。

车辆悬架装置还可包括:减震器,连接至车轮主体和车轮移动单元,以便吸收响应于车轮主体在上下方向上移动而产生的震动。

车轮主体可包括从其沿上下方向延伸的支撑件。减震器可包括分别可旋转地安装在车轮主体的上支撑件和下支撑件上的支架,以及分别布置在支架的上支架与车轮主体之间以及在支架的下支架与车轮主体之间的弹性构件,以便吸收经由车轮主体传递的震动。

转向驱动单元可布置在减震器的支架上并连接至支撑件,以在传递驱动力时使支撑件旋转,从而使车轮主体旋转。

转向驱动单元包括可产生旋转力的电机、可被布置在上支架上、并通过齿轮啮合连接到车轮主体的上支撑件。

车身可设置有多个引导件,多个引导件在上下方向上彼此间隔开并且在前后方向上延伸。车轮移动单元可包括布置在车轮主体的上方和下方的多个连杆连接器。每个连杆连接器的一端可旋转地连接至多个引导件中的对应的引导件,并且每个连杆连接器的另一端可旋转地连接至减震器的对应的支架。

多个引导件可位于车身的上方和下方的前后位置。多个连杆连接器中的一些连杆连接器可连接到多个引导件当中的位于车身上方的前后位置的上引导件以及上支架,并且多个连杆连接器的其他连杆连接器连接至多个引导件当中的位于车身下方的前后位置的下引导件以及下支架。

每个连杆连接器可包括:气缸,气缸可旋转地连接至支架当中的对应的支架;以及活塞,活塞能够缩回至气缸中并从气缸中伸出,并且可旋转地连接至多个引导件当中的对应的引导件。

每个引导件可包括:从车身在前后方向上延伸的导轨;连杆移动部,连接到导轨以响应于导轨的旋转而沿着导轨运动,并且连杆连接器可旋转地连接至连杆移动部;以及连杆驱动单元,布置在车身上并连接至导轨以使导轨旋转。

引导件可布置在车身的上方和下方的前后位置,从而使得导轨分别设置在前后位置。前导轨分别经由布置在车身上的轴承可旋转地连接至后导轨。

车轮主体、转向驱动单元和车轮移动单元可设置在车身的前轮和后轮中的每一个上。转向驱动单元和车轮移动单元上可分别被控制。

根据具有上述结构的车辆悬架装置,各个车轮与轮胎单元可彼此独立地被驱动,并且各个车轮与轮胎单元的位置可被单独改变,使得可控制车辆处于各种位置,并且可提高车辆的驾驶性能。另外,由于车轮与轮胎单元使用连杆连接结构布置在车身上,所以可获得结构强度。

附图说明

结合附图,从下面的详细描述中,将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征以及其他优点,其中:

图1是示出本发明的示例性实施方式的车辆悬架装置的图;

图2至图5是示出图1所示的车辆悬架装置的视图;

图6是示出由本发明的实施方式的车辆悬架装置调整前轮和后轮的位置的实施方式的图;以及

图7和图8是示出根据本发明的实施方式的车辆悬架装置的车轮主体的位置被调节的实施方式的视图。

具体实施方式

以下,将参照附图描述根据本发明示例性实施方式的车辆悬架装置。

图1示出了根据本发明示例性实施方式的车辆悬架装置,图2至图5示出了图1所示的悬架装置,图6示出了通过根据本发明实施方式的车辆悬架装置调节前轮和后轮的位置的实施方式,图7和图8示出了根据本发明的实施方式的车辆悬架装置的车轮主体的位置被调节的实施方式。

如图1和图2所示,根据本发明的实施方式的车辆悬架装置包括车轮主体10、转向驱动单元20和车轮移动单元30。车轮与轮胎单元(图6中的H)安装在车轮主体10上。转向驱动装置20传递驱动力而使车轮主体10在车身60的横向方向上旋转,使得车轮与轮胎单元H与车轮主体10一起旋转。车轮移动单元30布置在车身60上以沿前后方向可移动,并且被配置成使得其位置沿上下方向改变。车轮移动单元30连接到车身60以支撑车轮主体10。响应于车轮移动单元30在前后方向上移动并且在上下方向上改变位置,车轮主体10的位置改变。

如上所述,根据本发明实施方式的车辆悬架装置包括布置在车身60上的车轮主体10、转向驱动单元20和车轮移动单元30。车轮与轮胎单元H安装在车轮主体10上,并且允许车轮与轮胎单元H安装的螺栓紧固孔13形成在车轮主体10中。形成螺栓紧固孔13的位置可根据车轮与轮胎单元H的尺寸确定。以这种方式,车轮与轮胎单元H可旋转地安装在车轮主体10上,并且车轮主体10经由车轮移动单元30布置在车身60上。

在此,车轮移动单元30布置为在车身60上可前后移动,并且被配置为使得其位置在上下方向上改变。因此,当车轮移动单元30在车身60上前后移动时,车轮主体10的位置在前后方向上改变,并且因此,轴距是可调节的。当车轮移动单元30的位置在上下方向上改变时,车身60可向上或向下移动,并且因此,可调节车辆的位置。以这种方式,通过车轮移动单元30在前后方向和上下方向上调节车轮主体10的位置。因此,可根据车辆的各种驾驶条件以优化的方式执行车辆的位置控制,从而改善车辆的驾驶性能。

此外,转向驱动单元20布置在车轮主体10上,使得车轮主体10沿车身60的横向方向旋转。具体地,当转向驱动单元20被操作时,转向驱动单元20将驱动力传递至车轮主体10,以使车轮主体10在车身60的横向方向上旋转。因此,车轮与轮胎单元H与车轮主体10一起旋转,从而车辆转向。

如上所述,根据本发明的实施方式,车轮与轮胎单元H的控制和位置改变可独立于车身60的对应驱动轮来执行,从而根据车辆的各种驾驶条件获得优化的驾驶性能。

更详细地描述本发明,如图2和图3所示,车轮主体10可包括壳体10-1和车轮底座10-2。转向驱动单元20和车轮移动单元30布置在壳体10-1上。车轮底座10-2可旋转地布置在壳体10-1上,并且车轮与轮胎单元H安装在车轮底座10-2上。

以这种方式,车轮主体10包括壳体10-1和车轮底座10-2。具体地,车轮与轮胎单元H可通过螺栓紧固而安装在车轮底座10-2上,并且车轮底座10-2可旋转地布置在壳体10-1上。因此,车辆能够由于车轮与轮胎单元H的旋转而行驶。在壳体10-1中,布置有转向驱动单元20和车轮移动单元30。壳体10-1通过转向驱动单元20在横向方向上旋转,从而允许车辆转向。车辆的位置由车轮移动单元30调节。这里,用于制动车轮与轮胎单元H的制动单元或用于旋转车轮与轮胎单元H的驱动单元可进一步布置在壳体10-1中。然而,由于本发明的实施方式涉及车辆悬架装置,因此这里将省略其描述。

如上所述,由于安装有车轮与轮胎单元H的车轮底座10-2布置在壳体10-1上以随着驱动轮和壳体10-1的位置被调节而旋转,车辆主体10可以控制车辆处于各种位置。

此外,减震器40连接至车轮主体10和车轮移动单元30,以吸收响应于车轮主体10在上下方向上的运动而产生的震动。以这种方式,减震器40减小了在车辆行驶期间传递到车身60的震动量。由于减震器40连接至车轮主体10和车轮移动单元30,所以车轮主体10经由减震器40布置在车轮移动单元30上。

具体地,如图2和图3所示,车轮主体10具有从其沿上下方向延伸的支撑件11。减震器40可包括分别可旋转地安装在车轮主体10的上下支撑件11上的支架41、以及分别布置在上下支架41和车轮主体10之间以吸收经由车轮主体10传递的震动的弹性构件42。

具体地,当沿上下方向在垂直线上对准的支撑件11从车轮主体10向上和向下延伸时,车轮本体10可经由支撑件11连接到减震器40,并且可绕支撑件11旋转,使得车轮与轮胎单元H可沿车辆转向的方向旋转。因此,支撑件11可包括上支撑件11a和下支撑件11b。

减震器40包括支架41,车轮主体10的上下支撑件11分别可旋转地安装在支架41上。支架41经由车轮移动单元30连接至车身60。弹性构件42设置在支架41与车轮主体10之间,以使得支撑件11延伸穿过弹性构件42。根据该配置,经由车轮主体10传递的震动被弹性构件42吸收。这里,弹性构件42可被实现为弹簧。

另外,可在车轮主体10的顶部和底部上设置安置有弹性构件42的安置部12。根据该配置,车轮主体10的上支撑件11a可旋转地连接到上支架41a,并且下支撑件11b可旋转地连接到下支架41b,使得车轮主体10可以沿横向方向旋转以改变车轮与轮胎单元H的角度。另外,弹性构件42分别设置在上安置部12a与上支架41a之间以及下安置部12b与下支架41b之间。因此,弹性构件42吸收从路面产生的震动,从而减少传递到车身60的震动量。

车轮主体10、转向驱动单元20和车轮移动单元30经由减震器40连接,以便彼此协同工作。稍后将对此进行更详细的描述。

用于车辆转向的转向驱动单元20布置在减震器40的支架41上。转向驱动单元20连接到支撑件11,以在传递驱动力时使支撑件11旋转,从而使得车轮主体10旋转。

如图2和图3所示,转向驱动单元20布置在减震器40的支架41上并连接至支撑件11。在响应于转向驱动单元20的操作而传递驱动力的情况下,转向驱动单元20使车轮主体10旋转从而使车辆转向。

在此,转向驱动单元20被实现为电机,以产生扭矩(或旋转力)。转向驱动单元20通过齿轮啮合连接至车轮主体10的支撑件11。因此,在传递电机的扭矩的情况下,通过齿轮啮合的支撑件11和转向驱动单元20旋转。转向驱动单元20和支撑件11可被实现为各种扭矩传递结构,例如使用减速器的齿条齿轮结构或齿轮啮合结构。

具体地,转向驱动单元20可布置在上支架41a上,并且可通过齿轮啮合连接到车轮主体10的上支撑件11a。在转向驱动单元20布置在下支架41b上的情况下,由于转向驱动单元20位于路面附近,因此转向驱动单元20可能会由于外部因素而受到污染和损坏。另外,由于杂质可能积聚在转向驱动单元20和支撑件11齿轮啮合的部分上,因此可能无法执行精确的操作。因此,转向驱动单元20布置在上支架41a上以连接到上支撑件11a,以便最小化由外部因素引起的损坏。

此外,将描述用于改变车轮与轮胎单元H的位置的结构。如图1所示,车身60设置有多个引导件50,多个引导件50在上下方向上彼此间隔开并且在前后方向上延伸。车轮移动单元30可包括布置在车轮主体10上方和下方的多个连杆连接器31。每个连杆连接器31的一端可旋转地连接至对应的引导件50,并且每个连杆连接器31的另一端则可旋转地连接至减震器40的对应的支架41。

如上所述,车轮移动单元30包括连杆连接器31,每个连杆连接器的一端可旋转地连接到对应的引导件50,并且另一端可旋转地连接到减震器40的对应的支架41。因此,车轮主体10可经由车轮移动单元30的连杆连接器31布置在车身60上。具体地,多个连杆连接器31包括连接到上引导件50和上支架41a的上连杆连接器31和连接到下引导件50和下支架41b的下连杆连接器31。每个连杆连接器31的长度是可变的。如上所述,车轮主体10可经由上下连杆连接器31(31a和31b)布置在车身60上。当车轮主体10的位置改变时,每个连杆连接器31的长度可改变以吸收长度的变化。因此,可吸收响应于车轮主体10的位置变化而导致的长度差,从而可获得平稳的操作关系。

这里,每个连杆连接器31可包括可旋转地连接到支架41的气缸31-1和能够缩进气缸31-1中和从气缸31-1中伸出、并且可旋转地连接到对应的引导件50的活塞31-2。

具体地,每个连杆连接器31被配置成使得当活塞31-2从气缸31-1伸出时,连杆连接器31的长度增加,而当活塞31-2缩回到气缸31-1中时,连杆连接器31的长度减小。另外,由于气缸31-1和活塞31-2可旋转地连接至支架41和引导件50,因此吸收了响应于车轮主体10的位置变化而导致的长度差。连杆连接器31可分别实现为流体被容纳在气缸31-1内的液压连杆连接器、或者可被实现为弹簧被布置在气缸31-1内的机械连杆连接器,从而具有减震功能和支撑车身60的功能。

另外,如图1和图4所示,引导件50被提供为位于车身60上方和下方的前后位置中的多个引导件50。连杆连接器31可被提供为多个连杆连接器31。多个连杆连接器31中的一些连杆连接器连接到位于车身60上方的前后位置的上引导件50以及上支架41,而多个连杆连接器31中的其他连杆连接器连接到位于车身60下方的前后位置的下引导件50以及下支架41。

如上所述,引导件50可包括上前引导件50a、上后引导件50b、下前引导件50c和下后引导件50d。连杆连接器31可包括连接至上前引导件50a和上支架41a的上前连杆连接器31a、连接至上后引导件50b和上支架41a的上后连杆连接器31b、连接至下前引导件50c和下支架41b的下前连杆连接器31c、以及连接到下后引导件50d和下支架41b的下后连杆连接器31d。

如上所述,连杆连接器31设置在车轮主体10的上方和下方的位置,并且车轮主体10经由上下连杆连接器31连接至设置在车轮主体10的上方和下方的引导件50。根据此配置,能够将车轮主体10牢固地布置在车身60上。另外,由于车轮主体10的位置响应于连接到引导件50的连杆连接器31的位置的变化而在前后方向和上下方向上变化,因此可在各种驾驶条件下以优化的方式控制车辆的位置。

此外,如图4和图5所示,每个引导件50可包括:从车身60沿前后方向延伸的导轨51;连杆移动单元52,连接至导轨51以响应于导轨51的旋转而沿导轨51移动,并且连杆连接器31可旋转地连接至连杆移动单元52;以及连杆驱动单元53,布置在车身60上并连接至导轨51以使导轨51旋转。

如上所述,每个引导件50包括导轨51、连杆移动单元52和连杆驱动单元53,导轨51是沿车身60的前后方向延伸的螺钉,并且当导轨51旋转时,连杆移动单元52可与导轨51螺纹啮合以沿着导轨51移动。这里,导轨51通过布置在车身60上的连杆驱动单元53而旋转。此外,连杆移动单元52可具有导轨51延伸穿过的通孔52a和连接到对应的连杆连接器31的滚珠轴承连接器52b。另外,在连杆连接器31上设置有球32,以将球32插入到滚珠轴承连接器52b中,使得连杆连接器31可旋转地连接到连杆移动单元52。

如上所述的导轨51、连杆移动单元52和连杆驱动单元53设置在车身60的上方和下方的前后位置当中的每个位置,使得连接至车轮主体10的上下连杆连接器31的角度和长度可根据设置在车身60的上方和下方的前后位置中的连杆移动单元52的位置而改变,从而改变车轮主体10的位置。

在此,由于引导件50布置在车身60的上方和下方的前后位置,因此,导轨51分别布置在前后位置。前导轨51a可分别经由布置在车身60上的轴承61可旋转地连接至后导轨51b。

如图4所示,由于导轨51布置在前后位置,因此可改变经由连杆移动单元52连接至前导轨51a的连杆连接器31的前后位置以及经由连杆移动单元52连接至后导轨51b的连杆连接器31的前后位置。

具体地,当设置在前导轨51a中的连杆移动单元52和布置在后导轨51b中的连杆移动单元52被连杆驱动单元53驱动而彼此远离移动时,连接至连杆移动单元52的连杆连接器31之间的角度增加。相反,当设置在前导轨51a中的连杆移动单元52和设置在后导轨51b中的连杆移动单元52通过连杆驱动单元53被驱动朝向彼此移动时,连接至连杆移动单元52的连杆连接器31之间的角度减小。以这种方式,上连杆连接器31和下连杆连接器31的角度根据布置在上方的前后位置和下方的前后位置中的连杆移动单元52的移动的位置而改变,使得车轮主体10的位置被改变,从而改变车辆的位置。

此外,前导轨51a和后导轨51b连接到布置在车身60上的轴承61并由其支撑,从而可提高其强度。由于前导轨51a和后导轨51b经由轴承61可旋转地连接,所以可减小整个包装的尺寸。

另外,车轮主体10、转向驱动单元20和车轮移动单元30可设置在车身60的前后车轮中的每一个上。转向驱动单元20和车轮移动单元30可被分别控制。因此,如图6所示,可彼此独立地调节设置在车身60的前轮和后轮上的车轮与轮胎单元H的位置,从而可根据各种驾驶条件来提供各种驾驶特性。

在如上所述的根据本发明的实施方式的车辆悬架装置中,分别包括车轮主体10的车轮与轮胎单元H的位置可如下改变。

具体地,如图1所示,在初始阶段,车身60的连杆驱动单元53均未操作,并且上前连杆连接器31a、上后连杆连接器31b、下前连杆连接器31c和下后连杆连接器31d的位置被保持,使得车轮主体10保持在初始位置。

此外,如图7和图8所示,当车辆的位置被向上或向下控制时,连接到上前引导件50a的上前连杆连接器31a、连接到上后引导件50b的上后连杆连接器31b、连接至下前引导件50c的下前连杆连接器31c、以及连接至下后引导件50d的下后连杆连接器31d被调节,使得连杆连接器31的角度和长度与连杆移动单元52的位置协同地被改变,从而改变车轮主体10的位置。

相应地,如图7所示,车轮主体10可向下和向后移动。如图8所示,车轮主体10可向上和向前移动。可通过响应于连杆移动单元52的位置的调节而改变连杆连接器31的角度和长度,来改变车轮主体10的位置,从而优化车轮主体10的位置以适合于车辆的驾驶条件。

在具有上述结构的车辆悬架装置中,车轮与轮胎单元H可彼此独立地被驱动,并且车轮与轮胎单元H的位置可被单独地改变,使得车轮与轮胎单元H的位置可根据车辆的各种驾驶条件以优化的方式进行控制。另外,由于车轮与轮胎单元H使用连杆连接结构布置在车身上,所以可获得结构强度。

尽管已经出于说明性目的描述了本发明的示例性实施方式,但是本领域技术人员将理解,在不脱离如所附权利要求书中公开的本发明的范围和精神的情况下,可进行各种修改、添加和替换。

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